專利名稱：超分辨率菲涅爾波帶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)聚焦元件，尤其是涉及一種具有超分辨率特性的菲涅爾波帶 片。
背景技術(shù)：
透鏡的成像分辨率可由其點擴展函數(shù)(point spread function,PSF)來表征。透 鏡的焦點并非一個理想點，而是一個有大小和強度分布的光斑，光斑的強度分布被稱為點 擴展函數(shù)。隨著納米技術(shù)、光存儲和三維成像等技術(shù)的發(fā)展，提高透鏡成像的分辨率一直是 人們所關(guān)心的問題。在成像(特別是X射線成像)、光束整形、微電子無掩模光刻、強激光能 量集中和其他需要能量聚焦到中心光斑的各種儀器中，均需要進一步對衍射光斑的主瓣進 行壓縮。傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡由玻璃制成，玻璃透鏡的聚焦和成像是通過折射入射光實現(xiàn)的， 所以稱為折射透鏡(refractive lens) 0另一種透鏡，菲涅爾波帶片(Fresnelzone plate, FZP)，是一種衍射光學(xué)聚焦元件，通過選擇過濾入射光的波前(wavefront)，讓過濾后的光 波在空間衍射，形成聚焦，因此也被稱作衍射透鏡(diffractive lens) 0如

圖1所示，菲涅 爾波帶片由一系列同心圓環(huán)間隔排列組成，每個圓環(huán)稱作半波帶，任意兩個相鄰半波帶到 達焦點時具有λ/2的光程差。波帶片的焦距f和第η環(huán)半徑rn滿足關(guān)系式
權(quán)利要求
1.一種超分辨菲涅爾波帶片，包括多個間隔排列的同心透光圓環(huán)，其中從圓環(huán)的圓心 向外的第m個圓環(huán)的內(nèi)、外半徑rin，r。ut是由如下公式限定
2.如權(quán)利要求1所述的超分辨菲涅爾波帶片，其特征在于，所述不連續(xù)自然數(shù)集合M使 所述菲涅爾波帶片滿足如下條件在衍射光斑的主瓣大小壓縮的同時，最大旁瓣強度相對于主瓣強度最小或不超過主瓣 強度的預(yù)定比例。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超分辨菲涅爾波帶片，其特征在于，所述不連續(xù)自然數(shù)集合 M是通過窮舉法、遺傳算法、全局優(yōu)化算法、或打靶法獲得。
4.一種超分辨菲涅爾波帶片，包括多個間隔排列的同心透光圓環(huán)，其中從圓環(huán)的圓心 向外的第m個圓環(huán)的內(nèi)、外半徑rin，r。ut是由如下公式限定
5.如權(quán)利要求4所述的超分辨菲涅爾波帶片，其特征在于，所述不連續(xù)自然數(shù)集合M使 所述菲涅爾波帶片滿足如下條件在衍射光斑的主瓣大小壓縮的同時，最大旁瓣強度相對于主瓣強度最小或不超過主瓣 強度的預(yù)定比例。
6.如權(quán)利要求4或5所述的超分辨菲涅爾波帶片，其特征在于，所述不連續(xù)自然數(shù)集合 M是通過窮舉法、遺傳算法、全局優(yōu)化算法、或打靶法獲得。
7.一種超分辨菲涅爾波帶片，包括多個間隔排列的同心透光圓環(huán)，其中從圓環(huán)的圓心 向外的第m個圓環(huán)的內(nèi)、外半徑rin，r。ut是由如下公式限定
8.一種超分辨菲涅爾波帶片，包括多個間隔排列的同心透光圓環(huán)，其中從圓環(huán)的圓心 向外的第m個圓環(huán)的內(nèi)、外半徑rin，r。ut是由如下公式限定
9.如權(quán)利要求8或9所述的超分辨菲涅爾波帶片，其特征在于，所述不連續(xù)自然數(shù)集合 M使所述菲涅爾波帶片滿足如下條件在衍射光斑的主瓣大小壓縮的同時，最大旁瓣強度相對于主瓣強度最小或不超過主瓣 強度的預(yù)定比例。
10.如權(quán)利要求9所述的超分辨菲涅爾波帶片，其特征在于，所述不連續(xù)自然數(shù)集合M 是通過窮舉法、遺傳算法、全局優(yōu)化算法、或打靶法獲得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超分辨率菲涅爾波帶片，該超分辨菲涅爾波帶片是將普通的菲涅爾波帶片由內(nèi)至外選擇部分環(huán)帶保留，從而形成不連續(xù)分布的同心透光圓環(huán)結(jié)構(gòu)。在優(yōu)化實施例中，可將各環(huán)帶邊界位置移至對焦點光程差mλ±λ/4的環(huán)帶之內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明的一種超分辨菲涅爾波帶片中從圓環(huán)的圓心向外的第m個透光圓環(huán)的內(nèi)、外半徑rin，rout可由如下公式限定其中λ是入射光波長，f是波帶片的焦距，m是選自一不連續(xù)自然數(shù)集合M。與普通的菲涅爾波帶片相比，當(dāng)去除一系列同心透光圓環(huán)中的一部分而形成不連續(xù)分布的同心透光圓環(huán)結(jié)構(gòu)時，反而可進一步取得壓縮主瓣大小同時抑制旁瓣強度的技術(shù)效果。
文檔編號G02B5/18GK102116885SQ20091024793
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者周成剛 申請人:上?？茖W(xué)院